AG娱乐,AG真人,AG平台,AG旗舰厅,AG视讯,AG娱乐平台,真人视讯平台,首存送彩金目前，在实验室制备出的块体非晶合金的种类已达几百种，包括Pd、Pt、Au、Ce、Mg、Fe、Ti、Cu、Ni、Co及Zr基等不同合金体系。由于Zr-Cu基非晶合金具有较强的形成能力，以及优异的力学性能和抗腐蚀等性能，有望成为一种新型的结构材料。《加热方式对Zr48Cu36Ag8Al8块体非晶合金晶化机制的影响》一文以深共晶成分中最大临界尺寸可达25mm的Zr48Cu36Ag8Al8非晶合金(无毒副作用元素)为研究对象，系统分析在不同加热方式下Zr48Cu36Ag8Al8非晶合金晶化行为的差异，以便为后续开发非晶合金的实践应用作铺垫。本文的作者为西京学院的孙琳琳博士。

　　采用铜模吸铸法制备了Zr48Cu36Ag8Al8块体非晶合金，并利用同步示差扫描量热仪(DSC)对其晶化动力学进行研究。

　　晶化激活能是表征非晶合金热稳定性的重要参数，其数值的大小代表着非晶合金发生晶化的难易程度，即非晶合金中原子从无序向有序转变时所需的能量。也就是说，非晶合金晶化激活能越大，其热稳定性越好。图1(a)为不同升温速率条件下获得的Zr48Cu36Ag8Al8非晶合金的DSC曲线非晶合金的DSC曲线上有一个放热峰，其峰值温度在748～898K的范围内。随着升温速率的增加，晶化峰逐渐右移，其过冷液相区宽度逐渐增加。由于此相变过程为恒速升温过程，其结晶过程激活能可通过Kissinger方法计算获得:

　　式中，C为常数；β为加热速率；Ex为晶化激活能；R为气体常数；Tp为DSC曲线上任意峰的放热量最大处所对应的温度，不同的加热速率β对应不同的Tp值。通过绘制ln(β/Tp2)-1/Tp图并进行线性拟合，其直线斜率即为表观晶化激活能。根据DSC曲线提供的特征温度，获得Kissinger曲线(b)所示。利用该图得到的晶化激活能约为239kJ/mol。

　　无论是等温或非等温过程，扩散型固态相变均是由形核、生长共同控制的。当原子获得一定能量时，非晶合金将向稳定的晶体相进行转变。经典JMA模型能够成功用于描述由形核、生长控制的各种固态相变过程，如式(2)。因此，该模型也可以用于分析非晶合金的晶化动力学。

　　图2为Zr48Cu36Ag8Al8非晶合金在过冷液相区内不同温度(703～743K)的等温DSC曲线。可以看出，不同温度的等温DSC曲线均先经历一段孕育期，然后向晶化态进行转变。孕育时间与等温晶化时间随着退火温度升高而缩短，说明非晶合金内部原子的移动性随着温度的升高而增加，内部微结构波动增大，使其更容易向晶化态进行转变。通过计算发现在不同温度下获得的晶化焓基本相同，说明该合金的晶化反应遵循典型的形核-长大模式。根据DSC曲线)可以获得晶化体积分数α：

　　其中，t为等温时间；t0和t∞分别为晶化开始时间和晶化结束时间；dHc/dt为DSC曲线，A∞分别为DSC曲线下积分面积。根据经典JMA转变动力学关系式，可以获得等温晶化体积分数与等温退火时间关系曲线(a)所示。可以看出，随着温度的升高，晶化速度加快，所有的曲线均呈现S形变化。对方程(2)两边分别取双对数，可得出Avrami指数n值及其他动力学参数。根据扩散控制的生长动力学理论，形核与生长行为可通过指数n进行分析。在整个时间段n是一个随时间变化而变化的函数，如图3(b)所示。因此，引入局域Avrami指数公式：

　　图3(c)为不同温度下局域Avrami指数n与晶化体积分数α的关系曲线。Avrami指数n随着非晶合金中纳米晶体积分数的增加而迅速增加到一定值，随后缓慢下降。在703～733K温度区间内，当晶化体积分数α在10%～90%范围内，瞬时变化的n值为3＜n＜4，意味着形核速率随着时间的增加而下降，以界面控制方式生长；当晶化体积分数α达到90%时，形核速率以扩散控制方式生长。当晶化体积分数α达到90%以上时，瞬时变化的n值意味着形核速率随着时间增加而下降，其生长方式不变。然而当在743K等温退火时，发现当晶化体积分数α在10%～90%范围内时，瞬时变化的n＞4，意味着形核速率随着时间的增加而增大。同时，也说明该非晶合金的晶化行为对温度较为敏感。

　　图3 Zr48Cu36Ag8Al8非晶合金不同温度下的晶化体积分数(a)、Avrami曲线(b)和Avrami指数(c)

　　其中，t1为常数；R为气体常数；T为晶化温度；Ea为等温晶化激活能；t(α)为晶化体积分数为α的时间。由公式(5)可获得等温条件下不同晶化体积分数的激活能曲线所示。等温过程的晶化激活能随着体积分数的增加基本为一定值，其平均值为341.2kJ/mol。与非等温晶化激活能(239kJ/mol)相比较，等温晶化激活能要远大于非等温晶化激活能，此差值主要归因于高温区与低温区的晶化机制差异。在连续升温过程中温度越高，非晶合金内部微结构波动就越大，其发生相变所需要的能量较低；而等温晶化过程均在过冷液相区内实现，非晶合金先经历一段孕育期，再发生相变，所以发生相变时所需要的能量较高。通过对比晶化产物的组织相貌(图5)可以发现:等温过程形成的为枝晶状组织，生长速率将由生长前沿的扩散行为控制，因此其长大模型为界面控制，JMA指数(即Avrami指数n)为3～4；连续升温过程为球状颗粒，其生长速率主要是体扩散控制，JMA指数为1.5～2.5。

　　图4 Zr48Cu36Ag8Al8Zr48Cu36Ag8Al8非晶合金等温条件下的激活能曲线非晶合金的微观组织

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